[发明专利]一种平板振动试验夹具、该夹具的安装方法及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动试验夹具，特别地涉及一种平板振动试验夹具及其安装方法和校准方法。

背景技术

振动试验夹具是为把试验件牢固地固定在振动台工作台面上，并把振动台的振动传给试验件，它的质量直接关系着试验的质量。但目前对试验夹具的重要性普遍重视不够，尤其是在国内，一些试验人员仅凭感觉来设计夹具，设计时缺乏必要的计算分析，也没有必要的检验测试。这样的夹具传递的振动往往存在着很大的失真，夹具上各点的振动量值相差很大，也就是均匀度很差。在测试频段内存在多阶共振，振动控制非常困难。

目前常用的平板振动试验通常采用刚性夹具将平板直接与振动台相连，振动试验时很容易在夹持处产生应力集中，导致试验失败。同时，当平板刚度比较大时，一般很难将平板振断，达不到振动疲劳试验的效果。

发明内容

本发明针对目前平板振动试验夹具在夹持处容易产生应力集中的缺点，在夹具夹持槽中加装垫片，通过选择垫片的硬度，减小应力集中。同时，作为夹具的一部分，在试验件头部加装可调节配重，通过调节配重的质量和位置来控制试验件的最大应力区，以达到最佳试验效果。

根据本发明的一个方面，提供了一种平板振动试验夹具，包括：第一夹头和第二夹头，其分别包括夹头夹持部和夹头底座，第一夹头和第二夹头相对于平板试验件对称地布置，并将平板试验件的一端夹持在夹头夹持部之间的夹持槽中，其中第一夹头的夹头底座与振动试验台位置固定地连接，第二夹头的夹头底座与振动试验台位置可调节地连接；两块可调节配重，其相对于平板试验件对称地布置，并将平板试验件的另一端夹持在可调节配重之间；调节垫片，其安装在夹头夹持部之间的夹持槽内，并连接平板试验件；多个连接件，其通过夹头夹持部上开的孔对称地布置在夹头夹持部的两端，并将夹头夹持部和调节垫片紧固地连接，从而夹紧平板试验件。

有利地，为更好地和试验件配合，夹持槽型面与试验件型面是一致的，调节垫片紧贴在夹持槽内。

有利地，调节垫片采用橡胶垫，也可以采用其他材质垫片，如布垫，金属垫，复合材料垫等。有利地，调节垫片的厚度可以调节。从而可以根据需要改变调节垫片的厚度和材料，来调整试验装置的固有频率。

有利地，配重的重量及其在平板试验件上的夹持位置可调节。在平板上增加配重块，可以增加局部的振动应力。配重块通过螺栓或其他方式夹持在试验件上，可以选择不同质量的配重块，同时可以调节夹持位置。调节遵循以下原则：增加配重块的质量会降低试验装置的固有频率；夹持位置靠近夹具方向会增大试验装置的固有频率。

有利地，调节配重之间开有与试验件型面一致的槽，使配重和试验件紧固地连接，配重两侧对称地开有孔，两块配重之间用紧固件连接，以将试验件夹紧。

有利地，在各个夹头上分别对称地设置加强筋，其分别从各自的夹头夹持部延伸到夹头底座。加强筋可以增加夹头的强度和刚度。

有利地，在各个夹头夹持部夹持平板试验件的夹持槽边缘设置有倒角，用于防止局部的应力集中。

有利地，其中第一夹头的夹头底座上对称地设有一组圆孔，用于将该夹头底座与振动试验台位置固定地连接，第二夹头的夹头底座上对称地设有一组长孔，用于将该夹头底座与振动试验台位置可调节地连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于该夹具的安装方法，使用本发明所述的振动试验夹具，包括以下步骤：

(1)将第一夹头用紧固件固定在振动试验台上；

(2)将试验件的夹持端包裹调节垫片，并放在第一夹头的夹持槽中；

(3)将第二夹头配合在第一夹头上，并调整试验件的位置，使试验件与夹持槽贴合；

(4)用紧固件将第一夹头和第二夹头连接、夹紧；

(5)通过可活动的第二夹头上的长孔来调整第二夹头在试验台上的位置，并将第二夹头与试验台底座固定，使第二夹头与试验台稳固连接。

(6)安装配重块，根据试验前的强度分析结果或根据之前的试验经验选择合适质量的配重块并调整配重块位置，用紧固件连接配重块，将试验件在另一端夹紧。

根据本发明，通过设计带配重和带调节垫片(橡胶垫或其他材质垫片，如布垫，金属垫，复合材料垫等)的平板振动试验夹具，避免了在夹持处产生应力集中，并且可以控制平板试验件最大应力区，以达到最佳试验效果。通过选择垫片的材料和厚度，可以减小应力集中；另外，在试验件头部加装可调节配重，通过调节配重的质量和位置来控制试验件的最大应力区，以达到最佳试验效果。

根据本发明的又一个方面，提供了根据本发明的平板振动试验夹具的校准方法，包括如下步骤：